ปุ๋ยฟอสเฟตจากการตกผลึกแมกนีเซียมแอมโมเนียมฟอสเฟต (สตรูไวท์) ในน้ำทิ้งหลังกระบวนการผลิตก๊าซชีวภาพ
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
พิชญ์สินี บุญสนิท, พิมมาดา หลักเมือง
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
สมพงศ์ โอทอง
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
โรงงานอุตสาหกรรมน้ำมันปาล์มเป็นอุตสาหกรรมเกษตรที่สำคัญในภาคใต้ของประเทศไทยและโรงงานส่วนใหญ่ใช้กระบวนการย่อยสลายแบบไม่ใช้อากาศ (Anaerobic digestion หรือ AD) ในการบำบัดน้ำเสียจากการสกัดน้ำมันปาล์มดิบ (Palm oil mill effluent: POME) และได้ผลผลิตที่สำคัญคือ ก๊าซชีวภาพ (Biogas) ซึ่งสามารถลดค่าใช้จ่ายในการบำบัดน้ำเสียของโรงงานและใช้เป็นพลังงานทดแทนได้ แต่อย่างไรก็ตามการผลิตก๊าซชีวภาพมักประสบปัญหาการอุดตันของท่อส่งน้ำทิ้งหลังการผลิตก๊าซชีวภาพ (Biogas effluent) ซึ่งเกิดจากการรวมตัวกันของ แมกนีเซียม แอมโมเนียม และฟอสเฟส (NH4MgPO4.6H2O) หรือเรียกว่า สตรูไวท์ (Struvite) น้ำทิ้งหลังกระบวนการผลิตก๊าซชีวภาพ ไม่สามารถปล่อยออกสู่สภาพแวดล้อมได้เนื่องจากมีสีน้ำตาลเข้ม มีไนโตรเจนและฟอสฟอรัสสูง ทำให้โรงงานต้องการพื้นที่ปริมาณมากในการกักเก็บน้ำเสียเพื่อบำบัดและค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนระบบท่อส่งน้ำเสีย งานวิจัยนี้จึงพัฒนาวิธีการการเก็บเกี่ยวสตรูไวท์จากน้ำทิ้งโรงงานหลังกระบวนการผลิตก๊าซชีวภาพ โดยศึกษาผลของ pH ระดับความเข้มเข้นของแมกนีเซียม แอมโมเนียม และฟอสเฟส อุณหภูมิ และการกวน ที่มีผลต่อการเก็บเกี่ยวสตรูไวท์ รวมทั้งศึกษาองค์ประกอบของสตรูไวท์ที่ได้รับในรูปของธาตุอาหาร N P K และพัฒนาเป็นปุ๋ยฟอสเฟตละลายช้า จากการทดลองพบว่า น้ำทิ้งหลังกระบวนการการผลิตก๊าซชีวภาพ มีองค์ประกอบของแอมโมเนียม, ฟอสฟอรัส และ แมกนีเซียม 30, 10 และ 690 มิลลิกรัมต่อลิตร ตามลำดับ และพบว่าที่อัตราส่วน 1:1:1 ของ Mg2+ : NH4+-N : PO3-4 -P สามารถตกตะกอนสตรูไวท์ได้ดี ที่อุณหภูมิ 40oC, pH 10 และอัตราการกวนที่ 300 รอบต่อนาที ซึ่งให้ผลของตะกอนของสตรูไวท์ 0.022 กรัมต่อลิตร สามารถเก็บเกี่ยวสตรูไวท์ได้ร้อยละ 18.84 เมื่อทดสอบสตรูไวท์ที่ได้มีองค์ประกอบ ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส โพแทสเซียม และ แมกนีเนียมร้อยละ 5, 16, 6 และ 3 ตามลำดับ จากผลการทดลองสามารถเก็บเกี่ยวสตรูไวท์จากน้ำทิ้งหลังกระบวนการผลิตก๊าซชีวภาพได้และสามารถพัฒนาไปเป็นปุ๋ยฟอสเฟตละลายช้า ซึ่งมีความจำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืช และช่วยลดมลภาวะทั้งทางน้ำและดิน ตลอดจนลดค่าใช้ในการบำรุงรักษาระบบท่อน้ำทิ้งในโรงงานอีกด้วย
คำสำคัญ : สตรูไวท์, แอมโมเนียม, แมกนีเซียม, ฟอสเฟต, น้ำทิ้งหลังกระบวนการผลิตก๊าซชีวภาพ, ปุ๋ยฟอสเฟตละลายช้า, น้ำเสียจากการสกัดน้ำมันปาล์มดิบ